淺談高速鐵路無砟軌道精調施工

肖建富，馮江明

(中鐵八局，四川成都610036)

高速鐵路無砟軌道的靜態檢驗(精調作業)和動態檢驗是高速無砟鐵路開通前最后一道關鍵工序，是非常重要的一個環節，高速鐵路無砟軌道精調作業的效果直接影響到高速列車運行的平穩性和舒適度。

1 軌道靜態調整

軌道靜態調整是在線路聯調聯試之前，根據軌道靜態測量數據對軌道進行全面、系統的調整。

1.1 軌道靜態施工

1.1.1 軌道靜態精調的時間

軌道精調應在應力放散、鎖定形成無縫線路、焊接接頭打磨完成后開始。

1.1.2 軌道精調前的準備

(1)軌道精調儀器、機具的準備與校核。包括:測量儀器(全站儀、軌道幾何狀態檢測儀、棱鏡)、道尺、30 m弦線、塞尺、電動扭矩扳手等。

(2)CPⅢ控制網的復測。對標段內CPⅢ控制網進行拉通復測，經監理工程師確認CPⅢ成果是最終的平差成果后方可使用。

(3)線路設計平縱斷面資料核對。重點復核軌面高程、中線、坡度、豎曲線、平面曲線、超高等關鍵參數，確認無誤后輸入軌道幾何狀態檢測儀中，并檢查軌道幾何狀態檢測儀生成的參數是否有計算錯誤。

(4)扣件安裝檢查。包括:安裝的正確性、扭矩是否達到標準，軌下墊板安裝正確性。

(5)鋼軌檢查。鋼軌應無污染、無低塌、無掉塊、無硬彎，焊頭平直度符合標準要求。

(6)墊板調整準備。

1.1.3 軌道靜態數據的采集

(1)測量時將全站儀架設在軌道中心線上，以減小測距誤差對軌道橫向偏移的影響。在設站過程中，保證全站儀離最近的控制點之間的距離不應小于15 m，并且全站儀在測量的過程中不能受干擾。當全站儀受到外界干擾，需根據實際情況決定是否重新設站。

數據采集避免在氣溫變化劇烈、陽光直射、大風、能見度低、雨雪等惡劣氣候條件下進行;宜選擇陰天、無風、日落2小時、日出前、氣候條件穩定的時段進行;測距根據氣候條件修正。

(2)每個測量區間全站儀自由設站時需要8個控制點，在條件不允許情況下至少應使用6個控制點。測站作業允許誤差:東坐標0.5 mm;北坐標0.5 mm;高程0.5 mm;方向 1″。

下一區間設站時，至少要包括4個上一區間精調中用到的控制點，以保證軌道線形的平順性。全站儀采用后方交會的方法進行設站。

(3)一次測量長度不宜大于70 m，兩站需重合測量不小于8 m，并進行交疊補償。以避免設站精度對平順性分析的影響。若同根軌枕2次測量變化大于2 mm時建議重新設站，或應采用線性、函數方式進行順接，變化率應小于1/10000。

(4)在采集數據中，相應的做好標記，方便以后現場精調作業。

1.1.4 調整量計算

(1)分析數據，檢查是否存在異常數據，如數據存在異常，應重新測量采集數據。

(2)計算調整量。采用軌道幾何狀態檢測儀配套軟件進行調整量模擬適算，建立相對平順和變化基準點，力求最大的平順，最小的調整量。將軌道各項幾何尺寸全部調整到允許范圍之內，并對軌道線形進行優化。

(3)精調基本原則:“先軌向，后軌距”，“先高低，后水平”。

(4)形成調整量表。對計算的調整量進行核對優化后形成正式“調整量表”，用于現場精調作業。

(5)無砟軌道靜態平順度允許偏差見表1。

1.1.5 現場施工

(1)上道前，需對道尺等機具進行校正。

(2)現場施工時，需對調整量進行現場核實，可使用弦線、道尺核查。不一致時，以現場為準。

(3)現場作業每次松開扣件不應過長。應注意環境溫度對無縫線路的影響，避免脹軌等事件發生。

(4)精調時，宜先調基準軌的軌向和另一軌的高低，再調兩軌的軌距和水平，并隨時用石筆在鋼軌上記錄下軌距和水平情況。

1.1.6 復查

用軌道幾何狀態檢測儀對精調作業的效果進行復查，如有個別地段線路仍不滿足要求，重復以上步驟直至滿足要求為止。

表1 平順度允許偏差

2 軌道動態調整

軌道動態調整，是在聯調聯試期間，根據軌道動態檢測情況，對軌道局部缺陷進行整治，對部分區段的幾何尺寸進行調整，對軌道線性再優化，對軌道狀態和精度的進一步完善和提高，使軌道全面達到動態驗收標準。

2.1 軌道動態調整

必須堅持“檢重于調”的理念。要根據軌檢資料、添乘情況，確定晃車地點。現場必須進行認真檢測，查找問題點、確定調整方案后方可調整。否則不能作業。

2.2 軌道動態檢測標準

(1)《客運專線鐵路工程竣工驗收動態檢查指導意見》的規定(表2～表5)。

表2 道狀態幅值評價允許偏差管理值

續表2

表3 動力學運行安全性(穩定性)指標評判標準

表4 動力學運行平穩性指標評判標準

表5 長波高低和軌向不平順允許偏差管理值

續表

(2)《客運專線300～350 km/h軌道不平順管理值審查意見》(科技基[2008]65號)的規定(表6)。

表6 客運專線300～350 km/h軌道不平順動態管理值

2.3 軌道區段不平順精調

軌道區段不平順是指軌道整體平順性不良，軌道各項幾何參數均存在不同程度的偏差。以下情況均影響軌道平順:

①軌道質量指數TQI明顯偏大(3.6及以上)區段;

②成段連續多點出現Ⅰ級偏差或多個為超限點疊加;

③軌道檢測波形圖中存在連續多波不平順區段;

④動車添乘成區段連續晃車。

軌道區段不平順調整必須采用軌道幾何狀態檢測儀進行全面測量，根據測量結果進行系統、全面調整。

2.4 超限點的處理和管理

根據軌道檢測偏差結果，特別是Ⅲ、Ⅳ級偏差，需要立刻(當天)處理。Ⅱ級偏差應安排計劃，逐步消除。通過削峰填谷方法，及時處理軌道局部不平順，以保證行車安全和提高軌道平順性。

2.5 動態調整施工

(1)分析動態檢測數據，查找超限點。

(2)采用軌道幾何狀態測量儀、軌道尺、弦線、塞尺等工具，對超限點進行核對檢查。

(3)現場核對檢查要求。

①首先必須對區段范圍內的扣件、墊板進行全面檢查，確認無異常后，再開始軌道幾何尺寸檢查。檢測調整方法同軌道靜態調整方法。

②局部短波不平順應對軌道超限處前后各50 m范圍內進行全面檢查，必要時擴大檢查范圍。

③長波不平順應采用軌道幾何狀態測量儀(軌道幾何狀態檢測儀)在波峰或波谷里程前后各150 m范圍內進行測量。

④連續短波不平順，可以采用軌道幾何狀態測量儀(軌道幾何狀態檢測儀)測量，也可采用人工拉弦線的方法進行測量。

3 軌道精調注意事項

(1)軌道精調是一個系統工程，無砟底座、板(或塊)的施工、鋼軌鋪設、扣件安裝，都對精調工作產生影響，決定著精調作業時間與工作量。在許多情況是靜態滿足規范，動態不滿足，但又找不到問題。這可能是軌道結構、產品制造等因素造成的。

(2)軌道精調是在聯調聯試之前，根據軌道靜態測量數據，對軌道進行的全面、系統的調整，使之滿足高速行車條件。因此，檢測數據至關重要，必須真實、可靠。

(3)檢測儀器、工具必須進行校核;測量人員必須培訓，持證上崗;現場測量必須嚴格執行有關規定。

(4)弦線、道尺等傳統的檢查方法、手段與軌道幾何狀態檢測儀相結合，才能取得軌道精調的最佳效果。在精調施工時，若發現調整后線性不好，應立刻檢查調整數據和現場實際情況。對已調整完成的區段應重新進行精調作業。

(5)在軌道精調時，注意變化率的控制，堅決避免軌距、水平正、負交替出現的情況。

(6)在滿足絕對精度的情況下，建立相對平順的理念，力求調整量最小。嚴格控制周期性不平順，特別是軌向和水平。

(7)無砟軌道的彈性基本來源于扣件系統，若實現動態條件下的平順性，扣件扭力矩必須保持均勻一致。在精調施工前應將扣件系統進行扣壓力檢查，保證扣件系統扣壓力達標。

(8)在精調作業過程中，尤其應該關注長波的不平順性和超限點的疊加效應。

4 精調過程中常出現的問題及處理方法

(1)軌道靜態測量數據不準確、不真實，在數據采集中發現數據波動大，重疊偏差大。這個可能是全站儀或軌道幾何狀態檢測儀偏差造成的。惡劣自然條件可以影響數據采集精度。若不是周圍環境干擾，應檢查儀器是否出現故障。可以關機重啟，重新校準儀器。

(2)每次作業處、規律性出現小碎彎。這可能是數據采集的搭接長度不夠或每次精調施工時沒對現場情況的核實造成的。數據采集搭接，每站搭接10根枕木。區間軌道應連續測量，分次測量時，測量搭接長度不應少于20 m。車站道岔應單獨測量，與兩端線路搭接長度不應少于35 m。

(3)靜態滿足規范，動態不滿足，但又找不到問題。這時需要對軌道結構進行檢查。可能是扣壓力不足或軌下其它結構問題。具體問題具體處理。

(4)扣件缺陷。扣件清理不徹底、扣件缺損、扣壓力不足、安裝不正確、不密貼等都會造成動態檢查超限。

(5)調整方法不當。個別地點調整多次后仍然不滿足要求，或許是操作不當造成的，因此應加強作業人員的專業培訓和現場管理制度。

(6)對動態檢測資料分析不全面、現場查找不準確、調整不到位，是在后期調整中容易出現的問題。對動態檢測資料分析應結合超限點與波性查看工具、數據檢查工具一起，找出特征點。現場擴大查找范圍，調整突出點，削峰填谷。

5 結束語

高速鐵路無砟軌道的精調作業是一個反反復復、不斷優化的過程，在精調作業前必須要準確找準問題所在，通過最佳的精調方案，不斷優化線路的幾何參數，使線路狀態到達最佳效果，確保高速列車運行的平穩性和舒適度。

[1]TB 10754－2010，J 1150－2011高速鐵路軌道施工質量驗收標準[S]

[2]鐵建設[2007]85號客運專線無砟軌道鐵路工程施工質量驗收暫行標準[S]

[3]鐵建設[2006]189號 客運專線無砟軌道鐵路工程測量技術暫行規定[S]

[4]TZ 216－2007客運專線無砟軌道鐵路工程施工技術指南[S]

[5]徐小左，劉成龍，楊友濤.基于自由測站的高速鐵路CPⅢ高程控制網建網方法研究[J].鐵道工程學報，2008(9)

[6]盧祖文.客運專線鐵路軌道[M].中國鐵道出版社，2005